روش تولید فرووانادیوم

1. فرآیند حرارتی برای تولید سیلیکون الکتریکی (ذوب در کوره قوس الکتریکی)

سناریو: تولید فرووانادیوم با محتوای وانادیوم کم تا متوسط ​​(به عنوان مثال FeV50) مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ.
مواد اولیه:

اکسیدهای وانادیوم (به عنوان مثال، پنتوکسید وانادیوم V2O5 یا سرباره وانادیوم).

عوامل کاهنده: فروسیلیس (FeSi75)، گرانول آلومینیوم

شار: آهک (CaO)، فلورسپار (CaF2).

فرآیند:

مخلوط کردن مواد: V2O5، فروسیلیس، آهک را به نسبت مخلوط کنید (آهک برای سرباره کردن استفاده می شود).

کاهش در کوره قوس الکتریکی:

گرمایش تا 1600 تا 1750 درجهکوره قوس الکتریکی سه فاز.

سیلیکون موجود در فروسیلیکون V2O5 را کاهش می دهد:
V2O5+5Si→2V+5SiO2

مقدار کمی آلومینیوم برای بهبود راندمان کاهش و فلوریت - برای بهبود سیالیت سرباره اضافه می‌شود.

جداسازی سرباره و طلا: پس از تکمیل کاهش، آلیاژ آهن وانادیوم{0} (چگالی بالا) به کف کوره فرو می‌رود و سرباره سیلیکات (چگالی کم) شناور می‌شود.

ریخته گری و خرد کردن: آلیاژ مایع را در شمش ریخته و پس از سرد شدن به صورت کلوخه خرد می کنند.

خصوصیات:

مصرف انرژی بیشتر است، اما وانادیوم را می توان از سرباره بازیافت کرد (ذوب ثانویه).

این محصول معمولاً حاوی 50 تا 60 درصد وانادیوم (به عنوان مثال FeV50) با محتوای سیلیکون بالا است (نیاز به سیلیکون زدایی بعدی دارد).

2. فرآیند تولید آلومینیوم حرارتی

سناریو: تولید فرووانادیوم با محتوای وانادیوم بالا (مانند FeV80) یا فرووانادیوم با خلوص بالا، مناسب برای دسته های کوچک محصولات با ارزش افزوده بالا.
مواد اولیه:

اکسیدهای وانادیوم (V2O5 یا V2O3).

عامل کاهنده: پودر آلومینیوم (Al)

مواد افزودنی: براده های آهن (برای تنظیم میزان آهن در آلیاژ)، کلرات پتاسیم (KClO3، به عنوان یک مولد حرارت)

فرآیند:

مخلوط کردن مواد: V2O5، پودر آلومینیوم، براده های آهن را با توجه به نسبت استوکیومتری مخلوط کنید (آلومینیوم اضافی حدود 10٪ تا 15٪ برای اطمینان از بازیابی کامل).

واکنش کلسیناسیون:

مخلوط در بارگذاری می شودبوته منیزیمو با یک نوار منیزیم مشتعل می شود تا واکنش آلومینوگرمیک را آغاز کند:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + مقدار زیادی گرما (درجه حرارت تا2000 درجهو بیشتر).

واکنش شدید است، بنابراین سرعت باید کنترل شود تا از پاشش جلوگیری شود.

ته نشینی و جداسازی: پس از اتمام واکنش، فرووانادیوم مایع را روی سرباره Al2O3 قرار می دهند و پس از سرد شدن، سرباره را جدا می کنند.

پالایش و ریخته گری: در صورت لزوم اکسیژن از آن عبور داده می شود تا آلومینیوم خارج شود و در نهایت شمش ها ریخته گری می شوند.

خصوصیات:

با استفاده از گرمای تولید شده در طی واکنش، نیازی به منبع حرارت خارجی نیست، اما هزینه بالای آلومینیوم است.

این محصول ممکن است حاوی 80 درصد وانادیوم یا بیشتر باشد (به عنوان مثال FeV80) با مقادیر کمی ناخالصی (Si، C و غیره).